Оценки воздействия мезоциклона на поверхность японского моря по данным реанализа ERA-Interim
Районы формирования мезоциклонов в России. Оценка воздействия мезовихря на морскую поверхность и динамики изменения теплофизических характеристик поверхностного слоя Японского моря в период формирования, максимального развития и затухания мезоциклона.
| Рубрика | География и экономическая география |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.06.2018 |
| Размер файла | 4,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Оглавление
- Введение
- 1. Общие сведения о мезоциклонах
- 1.1 Линейные размеры
- 1.2 Продолжительность существования мезоциклонов
- 1.3 Направление и скорость перемещения вихря.
- 1.4 Давление на уровне моря
- 1.5 Погодные условия, связанные с мезоциклонами
- 1.6 Ветровое волнение
- 1.7 Термическая конвекция
- 1.8 Дальневосточный мезоциклогенез
- 2. Характеристика района исследования
- 2.1 Мезоциклогенез над Японским морем
- 2.2 Водная циркуляция Японского моря как один из основных факторов мезоциклогенеза
- 2.3 Климато-синоптические факторы образования мезоциклонов над Японским морем
- 2.4 Температурный режим поверхностного слоя
- 2.5 Ледовая обстановка
- 3. Методы и средства обработки данных
- 3.1 Реанализ ERA-interim
- 3.2 Методы нахождения скрытых и явных потоков тепла
- 3.3 Методы и средства анализа воздействия вихря на поверхность
- 4. Объект исследования
- 4.1 Мезоциклон в районе о. Хоккайдо 10-11 февраля
- 5. Результаты
- 5.1 Потоки явного тепла
- 5.2 Суммарная теплоотдача
- 5.3 Температура поверхностного слоя
- 5.4 Солёность
- 5.5 Ветровое волнение
- Заключение
- Список литературы
Введение
Мезоциклоны (МЦ) - атмосферные вихри образующиеся над морской поверхностью полярных и умеренных широт, в виде спирали или запятой. Отличительной особенностью мезоциклона является короткий жизненный цикл от нескольких часов до 3 суток. Мезоциклоны являются причиной резкого ухудшения погоды в морской акватории, усилением ветра до штормовых скоростей, ухудшения видимости до экстремальных, значений и интенсивных осадков в виде снега, так МЦ формируются в зимнее время. Такой характер погоды крайне опасен для проходящих судов, капельно-брызговой слой, возникающий при сильном ветре и отрицательных температурах способен вызвать обледенение судов, а усиление ветрового волнения их опрокидывания.
В России выделяют три основных района формирования мезоциклонов, это незамерзающие моря Северного ледовитого океана, Баренцево море и западная часть Карского моря, Черноморский циклогенез и Дальневосточный Мы рассмотрим дальневосточный циклогенез, а именно акваторию Японского моря, как наиболее контрастную область формирования вихрей.
Основная задача работы - оценка воздействия мезовихря на морскую поверхность и динамики изменения теплофизических характеристик поверхностного слоя Японского моря в период формирования, максимального развития и затухания мезоциклона. Изучение мезоциклонов является актуальной задачей на сегодняшний день так они представляют большую опасность для судоходства и прибрежного строительства. [1.3.4]
1. Общие сведения о мезоциклонах
Поскольку МЦ - замкнутые циркуляционные системы, они имеют определенные геометрические характеристики. Подробное описание приведено в ряде статей.
1.1 Линейные размеры
Понятие линейного размера МЦ связано с диаметром его облачного поля. Горизонтальные размеры вихря определяются по границе внешней облачной спирали, а горизонтальные размеры циклонов в форме запятой - по протяжённости облачного массива в главной части вихря. Средний размер вихря в форме запятой 170-180 км, а средний размер вихря в форме запятой равен - 280 км. Максимальные размеры облачного вихря достигают 1000 км. [1.2]
1.2 Продолжительность существования мезоциклонов
Характерной чертой существования мезоциклона является короткий срок существования, в отличие от крупномаштабных циклонов. Средняя продолжительность жизни вихря составляет 15 часов.
Быстрое ослабление МЦ объясняется его смещением к ледовой поверхности или приближению к суши, тем самым он теряет основной источник энергии, но если вихрь малоподвижен, период его существования может доходить до нескольких суток. [1.2]
1.3 Направление и скорость перемещения вихря
Основными районами формирования МЦ на Дальнем Востоке являются Охотское, Берингово и Японское моря. В Охотском и Беринговом море, основным принципом смещения вихря, является перемещение холодной воздушной массы с ледовой поверхности на открытые восточные участки морей, над Японским морем перемещение холодной материковой массы воздуха на тёплую морскую поверхность. Период активного мезоциклогенеза октябрь - апрель, все формирующиеся циклоны над дальневосточными морями смещаются с севера и северо-запада на юг и юго - восток скорость перемещения вихря определяется сложившийся синоптической ситуацией и обычно составляет 10-30км/ч, перемещение вихря сопровождается сильной штормовой погодой. Вихрь с хорошо развитой облачной системой может смещаться около 2 суток, вихри со слабой облачной системой обычно малоподвижны Особенностью Японского моря является формирования вихрей, как в северной, так и в южной части моря и напрямую зависит от вторжения материковых масс в акваторию моря
На рисунке.1 Изображение инфракрасного радиометра Aqua, видно два вихря образующихся над акваторией Норвежского моря, оконтуренных стрелками. [1.2].
Рис.1 Полярный мезоциклон над акваторией Норвежского моря. [1]
1.4 Давление на уровне моря
Определение давления на уровне моря в центре мезомасштабных циклонов зачастую является трудновыполнимой задачей из-за малого количества данных метеонаблюдений, относительно небольших размеров и интенсивности МЦ и малого времени жизни, поэтому нет достоверных статистических характеристик этого параметра.
Экстремальные значения давления в интенсивных МЦ менее значительны, чем в хорошо развитых внетропических циклонах, в которых давление может понижаться до 1000 гПа по сравнению с 1016 гПа в мезовихрях. Облачные мезовихри небольших размеров (до 100 км в диаметре) зачастую не отображаются в поле давления. В некоторых случаях это свойственно и интенсивным МЦ. Кроме того, из-за малого срока жизни не все мезоциклоны попадают в наблюдения спутников. [1.2]
1.5 Погодные условия, связанные с мезоциклонами
Для мезоциклонов характерно резкое ухудшение погоды, сопровождающиеся образованием плотной слоистой облачности, осадков в виде снега и усилению ветра до штормовых скоростей-20-25 м/с и волнением-5-7м. Подобное состояние погоды характерно для очень интенсивных вихрей с мощной развитой облачной системой, в соответствие с масштабами и сроком существования, длительность шторма ограничивается несколькими часами. Осадки и облачные системы могут простираться на 100-150 миль и по вертикали на 2-3 км. Для МЦ характерны интенсивные снегопады с экстремально низкой видимостью. [1.6]
мезоциклон теплофизическая характеристика мезовихрь
1.6 Ветровое волнение
Незначительные размеры и короткий срок жизни МЦ ограничивают экстремальное развитие волн. Значительное усиление волнения может развиваться только с совпадением направления ветра и перемещения интенсивного мезовихря. В таком случае МЦ ограничваются локализованным фронтом экстремально высоких волн. При малоподвижном МЦ волнение не достигает экстремальных значений, известны случаи при скорости ветра 35м/с, высота волн составила всего 5,5 м. [1.6]
1.7 Термическая конвекция
При перемещении с ледовой на теплую морскую поверхность холодная и сухая воздушная масса насыщается теплом и влагой. Быстрое образование облачности с выделением скрытого тепла может привести к развитию глубокой конвекции и обра - зованию интенсивного мезоциклона. При этом средняя разность температур воздуха над этими поверхностями должна составлять около 20° С. [1.7]
1.8 Дальневосточный мезоциклогенез
Дальневосточные моря являются районом активного образования мезовихрей над своими акваториями. В зимний период над дальневосточным регионом устанавливается зимний муссон, то есть с октября по апрель преобладают северо-западные ветра. Так как большая часть морской акватории, за исключением северной, северо-западной части Охотского моря и северной части Татарского пролива, не покрывается льдом в зимний период, то возрастает контраст между приходящей воздушной массой и поверхностью моря. В Охотском море холодные воздушные массы приходят с ледовых припайных полей северо-западной части. Основный пик мезоциклонов приходится на февраль и март, когда площадь ледовых полей в Охотском море достигает наибольших значений, так же наблюдается минимальная температура воздуха над морской акваторией, за счёт влияния Сибирского антициклона. На рисунке.2 изображение инфракрасного радиометра Aqua, мезоциклон над северо-восточной частью Охотского моря. [4.6]
Рис.2. ИК - изображение MODIS Aqua. Мезоциклон над северо-восточной частью Охотского моря.13 февраля 2006 года [2].
2. Характеристика района исследования
2.1 Мезоциклогенез над Японским морем
В Японском немного другой принцип переноса воздушных масс, если в Охотском море холодный воздух идёт с ледовой поверхности, то в Японском он поступает непосредственно с материка, температура воды в северной части Японского моря выше чем в Охотском, в среднем на 2-3 градуса, что обуславливает, сильный контраст поверхности воды и приземного слоя атмосферы. Особенность циклогенеза над Японским морем, это образование МЦ как в северной так и в южной части моря, наиболее депрессивным районом является побережье о. Хоккайдо, для нашего исследования мы возьмём циклон, который образовался в районе Хоккайдо 10-11 февраля 2013 года. [2]
Рис.3. Мезоциклон над Японским морем 11.02.2013. A) Спутниковый снимок MODIS NASA worldwiew Б) Данные ИК- радиометра MODIS-Aqua. В) Данные скаттерометра ASCAT. [4]
Район о. Хоккайдо ввиду своих орографических особенностей и климатическим характеристикам, является район активного циклогенеза. Акватория моря в этом районе не покрывается льдом, в поверхностном слое проходит ветвь Цусимского течения, поэтому средняя температура вод в этом районе 4…6 0С, а температура приземного слоя воздуха - 5…-70С, холодные периоды температурный фон опускается ниже - 10…-150С, такой контраст формирует поле вертикальной турбулентности в пограничном слое, потоки явного и скрытого тепла, вследствие термической конвекции, формируют область слоистой облачности, которая в процессе поступления тепла, насыщается влагой, формируется локализованное поле низкого давления, принцип циркуляции в спиральном мезоциклоне, такой как и в крупномасштабном вихре, только траектория движения в основном с севера-запада на северо-восток. В период прохождения над территорией о. Хоккайдо МЦ теряет источник энергии - подстилающую поверхность, при выходе в Тихий океан МЦ затухает. При пиковом развитии над акваторией Японского моря, скорость ветра достигала 20м/с, это циклон средней интенсивности [2.4]
Рис.4 Поля приводного ветра. Данные скаттерометра ASCAT (Cпутник MeteOp-A) а) поля относительной завихрённости по данным скаттерометра ASCAT по данным спутников Meteop-A за 10 и 11 февраля. Шкала скорости ветра (узлы).[4]
2.2 Водная циркуляция Японского моря как один из основных факторов мезоциклогенеза
Японское море имеет, замкнутую циркуляцию водных масс, состоящая из двух основных течений, холодного Приморского и тёплого Цусимского течения. Цусимское течение перемещает тёплые воды Южно-Корейского пролива в северную часть моря, не давая ему остывать, до точки замерзания, поэтому большая часть акватории Японского моря в зимний период не покрывается льдом, что делает связь поверхностного водного слоя и приземного слоя атмосферы более выраженной и обсострённой в зимний период. [5] На рисунке.5 изображение поверхностной циркуляции и основные течения.
Рис.5. Циркуляция поверхностных водных масс Японского моря . Основные течения.[5]
2.3 Климато-синоптические факторы образования мезоциклонов над Японским морем
Основная часть Японского моря находится в зоне умеренного муссонного климата. В зимний период на всей территории Дальнего Востока преобладает северо-западный перенос, а на общий характер погоды в регионе в том числе и над морской акваторий влияет Сибирский антициклон. В январе и феврале области высокого давления способны выходить далеко за пределы материка, тем самым принося холодный воздух на морские акватории. Ещё одним не маловажным фактором является, выход локальных материковых циклонов в акватории Японского и Охотского морей, большого количества осадков они не несут, но поскольку эти массы приходят с материка, то несут в себе относительно большой запас холодной воздушной массы, контраста в 200С градусов достаточно для формирования области термической конвекции над морской акваторией. На рисунке.6 изображена климатическая карта Приморского края, средние изотермы января и июля, основные очаги холодного воздуха обозначены фиолетовым цветом. [5]
Рис.6. Климатическая карта Приморского края. Средние изотермы января и июля, преобладающее направление ветра. [5]
На климатической карте видно, что средняя температура января на побережье Японского моря - 15…-170С в северной части наблюдаем очаги холодных воздушных масс с температурами - 22…-250С, отсюда следует, что температура приводного слоя Японского моря колеблется - 10…до - 200С. [6] На рисунке.7 изображение преобладающего направления ветра и средние температуры воздуха в холодный период.
Рис.7. Преобладающие ветра и средние температуры воздуха в феврале. [5]
2.4 Температурный режим поверхностного слоя
Исходя из климатических и циркуляционных особенностей, мы представляем характер распределения температуры в поверхностном слое Японского моря. В северно-западной части температурный режим от - 1,80С до 30С, холодное Приморское течение способствует выхолаживанию, в северо-восточной части, средняя температура поверхностного слоя от 40С до 60С, такой температурный фон, обеспечивают тёплые воды Цусимского течения, однако температура воздуха в этом районе ниже - 50С …-100С. На рисунке 8 показана температура воды в феврале и в августе. [5]
Рис.8. Температура поверхностного слоя воды, Японского моря. [5]
2.5 Ледовая обстановка
Как видно из рис.10, в зимнее время практически вся акватория Японского моря свободна ото льда, за исключением северной части Татарского пролива и глубоко вдающихся в сушу бухт Приморского побережья. На рисунке.9 изображение средней и максимальной ледовитости Японского моря. Белым цветом показана средняя ледовитость, заштрихованным-предельная. [5]
Рис.9. Ледовитость Японского моря [5]
3. Методы и средства обработки данных
3.1 Реанализ ERA-interim
Проекты реанализа (ретроспективного анализа) начали реализовываться еще в 90-х годах прошлого столетия в рамках Всемирной Климатической программы. Главная идея реанализа - на основе четырехмерного моделирования получить глобальные данные в фиксированные моменты времени в фиксированных точках пространства. Таким образом, от разнородных наборов, полученных с разных платформ (например, архивы метеорологических сетей наблюдений, данные экспедиций и т.д.) осуществлялся переход к однородным массивам, позволяющим проводить исследования в климатической системе. Все крупные мировые прогностические центры, занимающиеся, например, гидрометеорологическими прогнозами, имеют свои технологии обработки наблюдений, различающиеся как методами анализа, так и составом доступных наблюдательных систем. И те и другие непрерывно совершенствуются. Например, в России система оперативного усвоения данных гидрометеорологических и гелиогеофизических наблюдений и объективного анализа имеется в Гидрометцентре России. В США проблемами метеорологических и геодезических исследований и прогнозов занимается Национальное управление океанических и атмосферных исследований (National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA). Оперативные данные о недельных значениях температуры воды и концентрации морского льда с использованием данных наземных и спутниковых наблюдений, подготавливаемые в NOAA, доступны на сервере International Research Institute (IRI) для широкого использования [11].
3.2 Методы нахождения скрытых и явных потоков тепла
Методы и средства обработки данных.
Для нахождения тепловых потоков я использовал данные европейского реанализа ECMWF-Era Reanalysis. Для получения данных тепловых потоков реанализ использует различные методы нахождения потоков скрытого и явного тепла, основной целью является изучения вертикальной турбулентности в приземном слое, для нахождения тепловых потоков используют следющие методы.
Методы определения турбулентных потоков подразделяются на три основные группы: Можно перечислить три метода измерений турбулентных потоков над морем, использующихся в настоящее время:
Метод турбулентных корреляций или прямой метод
Метод бюджета дисперсий, или диссипационный метод
Профильный или градиентный метод [8].
3.3 Методы и средства анализа воздействия вихря на поверхность
Для данных температуры воды и высоты ветрового волнения также использовались данные реанализа. После получения данных, их необходимо было преобразовать в текстовый формат, для удобной работы с ними. Для этого использовали две программы: Nc-Browse и Match Cad. В первой программе необходимо было преобразовать формат cdf в cdl, задать координаты района и временной интервал наблюдений. После преобразования, мы обрабатываем данные с помощью программы Match Cad, в конечном итоге мы преобразуем данные в текстовый формат, для того чтобы их можно было построить в программе Surfer.
Для сравнения были также использованы данные корейских океанографических буев.
4. Объект исследования
4.1 Мезоциклон в районе о. Хоккайдо 10-11 февраля
Основным периодом развития вихря был временной интервал 10-11 февраля, однако из полученных мною данных, можно сказать, что данных вихрь начал развиваться 9 февраля. Пик развития вихря пришёлся на 11 февраля, а максимальное выход тепла в атмосферу с поверхностного слоя воды был зафиксирован 10 февраля. Сам вихрь был средней интенсивности, максимальный вынос явной тепловой энергии составил 5160 дЖ*км2. Максимальная скорость ветра составила 20м/с, что классифицируется как шторм, однако высота волны 11 числа составила 2,8 м. [2]
Рис.11. Динамика развития мезциклона, данные спутника MODIS (NASA-ESODIEW), А) 9 февраля, Б) 10 февраля В) 11 февраля.
На снимках мы видим, что начиная с 9 февраля над северной акваторией начали формироваться вихревые цепочки, в направлении с северо-запада на юго-восток. При достижении максимального развития мезоциклон просуществовал не более суток, после пересёк п-ов Осима, где и исчез.
В процессе развития циклона значительно возросла скорость ветра, от 5-7м/с на начальной стадии развития, до 22м/с в период максимального развития, максимальная высота волн была зафиксирована 11 февраля. В стадии максимального развития МЦ выделяется на фоне слабой положительной и отрицательной завихренности значениями > 40*10-5*сек-1. В поле завихренности отчетливо видна его спиральная структура. Центр МЦ характеризуется слабой завихренностью (? 10·10-5сек-1). Оценка завихренности по данным скаттерометра сглажена. Она может быть значительно выше, если использовать модельные или экспериментальные поля ветра с высоким разрешением. Так при использовании модели с разрешением 2 км были получены значения завихренности в области мезомасштабного циклогенеза порядка 200-400*10-5*сек-1. Экспериментальные поля могут быть восстановлены по изображениям спутниковых РСА. [4.9]
На основе данных реанализа была построены карты потоков явного тепла, суммарной теплоотдачи, температуры поверхности моря и ветрового волнения, на основе которых рассматривалась динамика развития циклона и реакция верхнего слоя Японского моря на его прохождение.
5. Результаты
5.1 Потоки явного тепла
Анализ полей потоков тепла (явного и суммарной теплоотдачи) показал, что уже 9 февраля у юго-западного побережья о. Хоккайдо наблюдалось усиление теплоотдачи (рис 13). Виден очаг с теплоотдачей 3843 Дж/м2 Поток тепла начал развиваться 9 февраля по мере продвижения холодной воздушной массы над морской поверхностью.
Рис.13. А) Карта выделения явного тепла в пограничный слой атмосферы 9февраля. Данные ERA-interim. Б) Спутниковый снимок MODIS, 9 февраля. Единицы измерения Дж/м2.
На рис наблюдаем обширную область выделения в пограничный слой атмосферы, фактически мы видим, как в приземном слое образуется поле вертикальной турбулентности и термическая конвекция. На спутниковом снимке мы видим образование струйных полей облачности, начинающихся в северо-западной части Японского моря и уплотняющихся в области Хоккайдо.
Одной из причины формирования данного поля облачности, стал обширный циклон, который смещаясь в Тихий океан потянул за собой холодный материковый воздух. В табл.1 представлены статистические характеристики поля, представленного на рис.13. Как видно из таблицы, максимальная теплоотдача наблюдалась ближе к северо-восточной части моря - в районе зарождения рассматриваемого МЦ.
Таблица № 1. Теплоотдача с поверхности моря 9 февраля. Максимальная теплоотдача имеет отрицательные значения. Единицы измерения Дж/м2
|
Минимум |
- 3843 |
Максимальный выход явного тепла |
|
|
Среднее значение |
- 1842 |
||
|
Максимум |
472 |
Минимальная теплоотдача поверхностного слоя |
|
|
Среднеквадратическое отклонение |
433 |
По всей акватории |
Основным периодом развития мезоциклона является 10-11 число. По мере развития поля термической конвекции и усиления вертикальной турбулентности, в пограничном слое увеличилось влагосодержание. В районе о. Хоккайдо в это время, как видно из рис.14, формируется область плотной слоистой облачности, характерная для мезоциклонов.
Рис.14. Карта выделения явного тепла в пограничный слой атмосферы 10февраля. Данные ERA-Interim. Б) Спутниковый снимок MODIS, 10 февраля
Единицы измерения Дж/м2.
В таблице 2 представлены статистические характеристики рассматриваемого поля на рисунке 14.
Таблица № 2. Статистика выхода явного тепла с поверхности моря, на основе построенной карты. максимальная теплоотдача имеет отрицательные значения. Единицы измерения Дж/м2
|
Минимум |
- 5160 |
Максимальный выход явного тепла |
|
|
Среднее значение |
- 2871 |
||
|
Максимум |
764 |
Максимальное теплонакопление поверхностного слоя |
|
|
Среднее отклонение |
678 |
По всей акватории |
В таблице видно, что 10 февраля в северо-западной и центральной части Японского моря, увеличился теплообмен, сформировалось две крупные области выхода тепла в атмосферу, по данным статистики мы видим, что теплоотдача увеличилась с - 3843 Дж/м2 до - 5160 Дж/м2, на спутниковом снимке наблюдаем развитие слоистой облачности в районе Хоккайдо, на северо-западной границе наблюдаем завихрение.
11 февраля циклон достиг своего максимального развития и начал смещаться в сторону п. ов Осима, над Японским морем мезоциклон просуществовал менее суток, в процессе его смещения к побережью, уменьшился выход тепла в атмосферу. На рисунке 14 наблюдается максимальный рост поля.
Рис.15. Карта выделения явного тепла в пограничный слой атмосферы 11февраля. Данные ERA-interim. Б) Спутниковый снимок MODIS, 10 февраля. Единицы измерения Дж/м2.
В таблице 3 представлены статистические данные карты рассматриваемого поля на рисунке.15.
Таблица - №3 Статистика выхода явного тепла с поверхности моря, на основе построенной карты. максимальная теплоотдача имеет отрицательные значения. Единицы измерения Дж/м2
|
Минимум |
- 5170 |
Максимальный выход явного тепла |
|
|
Среднее значение |
- 1680 |
||
|
Максимум |
754 |
Максимальное теплонакопление поверхностного слоя |
|
|
Средне отклонение |
680 |
По всей акватории |
По данным статистики мы видим уменьшение теплоотдачи в атмосферу, 11 февраля период максимального развития вихря и смещения его к побережью.
5.2 Суммарная теплоотдача
Рис.16 Карты суммарной теплоотдачи HLE в атмосферу. Данные ERA - interim. Единицы измерения (мДж/м2), 9 февраля период А) 06-Б) 18 часов. В таблице 4 представлены статистические данные суммарной теплоотдачи.
Таблица - №4 Статистика суммарной теплоотдачи, 9 февраля в течение 12 часов. Данные карты теплоотдачи HLE. Единицы измерения мДж/м2
|
Время |
Мин |
Среднее |
Максимальное |
|
|
06: 00 |
-9.5 |
-5.8 |
-2.25 |
|
|
18: 00 |
-7.5 |
-5 |
-2.5 |
Рис.17 Карты суммарной теплоотдачи HLE в атмосферу. Данные ERA - interim. Единицы измерения (мДж*км2), 10 февраля период А) 06-Б) 18 часов. В таблице №.5 представлены статистические данные.
Таблица - №5 Статистика суммарной теплоотдачи, 10 февраля в течение 12 часов. Данные карты теплоотдачи HLE. Единицы измерения мДж/м2
|
Время |
Мин |
Среднее |
Максимальное |
|
|
06: 00 |
-7 |
-4,6 |
-2.25 |
|
|
18: 00 |
-8,5 |
-6 |
-3,5 |
Рис.18 Карты суммарной теплоотдачи HLE в атмосферу. Данные ERA - interim. Единицы измерения (мДж/м2), 11 февраля период А) 06-Б) 18 часов. В таблице №6 представлены статистические данные.
Таблица № 6. Статистика суммарной теплоотдачи, 11 февраля в течение 12 часов. Данные карты теплоотдачи HLE. Единицы измерения мДж/м2
|
Время |
Мин |
Среднее |
Максимальное |
|
|
06: 00 |
-11,25 |
-7.6 |
-2.25 |
|
|
18: 00 |
-7,5 |
-4.5 |
-3,5 |
Рис. 19 Карты суммарной теплоотдачи HLE в атмосферу. Данные ERA - interim. Единицы измерения (мДж/м2), 12 февраля период А) 06-Б) 18 часов.
Таблица № 7 Статистика суммарной теплоотдачи, 12 февраля в течение 12 часов. Данные карты теплоотдачи HLE. Единицы измерения мДж*км2
|
Время |
Мин |
Среднее |
Максимальное |
|
|
06: 00 |
-5 |
-2,6 |
-1.75 |
|
|
18: 00 |
-13 |
-8 |
-3,5 |
Динамика теплоотдачи, графики
Рис.20 График суммарной теплоотдачи 9-12 февраля. Единицы измерения мДж/м2
Рис.21 График средней теплоотдачи 9-12 февраля. Единицы измерения мДж/м2.
Рис.22 График максимального теплосодержания.9-12 февраля. Единицы измерения мДж/м2.
Исходя из полученных данных видно, что в период максимального развития вихря, мы наблюдаем увеличения выноса тепла в пограничный слой атмосферы. Наиболее интенсивный выход тепла наблюдался 9 февраля в 6: 00 и 11 февраля 06: 00
5.3 Температура поверхностного слоя
Рис.23 Карта температуры поверхностного слоя воды. Данные ERA - Reanalysis. Единицы измерения (градусы 0С), 10 февраля.
Таблица № 8. Статистические данные карты на рисунке 23. Единицы измерения (градусы 0С)
|
Минимум |
Средняя |
Максимальная |
|
|
-2 |
4.5 |
7 |
Рис. 24. Карта температуры поверхностного слоя воды. Данные ERA - Reanalysis. Единицы измерения (градусы 0С), 10 февраля
Таблица № 9 Статистические данные карты на рисунке 24. Единицы измерения (градусы 0С)
|
Минимум |
Средняя |
Максимальная |
|
|
-2 |
4.3 |
6.8 |
Температура воды по данным Южно-корейских метеорологических буёв.
Рис.25. График изменения температуры поверхностного слоя за период 04-13 февраля. Данные метеорологического буя в районе Хоккайдо. Единицы измерения (градусы 0С).
На рисунке 24 представлены графики температуры воды, с 4 по 13 февраля. На графике видно как изменилась температура воды после прохождения.
5.4 Солёность
На рисунке 24 представлено изображение изменения солёности воды в поверхностном слое воды с 4 по 13 февраля, до и после прохождения циклона.
Рис.26. График изменения солёности поверхностного слоя за период 04-13 февраля. Данные метеорологического буя в районе Хоккайдо. Единицы измерения (промилле %0).
5.5 Ветровое волнение
Поскольку вихрь был средней интенсивности, [2] он не вызвал сильного ветрового волнения, на рисунках 27,28,29 изображено изменение ветрового волнения в период формирования и максимального развития мезоциклона.
Рис.27. Карта ветрового волнения. Данные Era-Reanalysis. Единицы измерения (м), 9 февраля В таблице №9 приведена статистика ветрового волнения.
Таблица № 10. Статистические данные карты на рисунке 27. Единицы измерения (м)
|
Минимум |
Средняя |
Максимальная |
|
|
0.8 |
1.8 |
3.6 |
Рис.28 Карта ветрового волнения. Данные Era-Reanalysis. Единицы измерения (м), 10 февраля В таблице №10 приведена статистика ветрового волнения.
Таблица № 11. Статистические данные карты на рисунке 28. Единицы измерения (м)
|
Минимум |
Средняя |
Максимальная |
|
|
0.9 |
1.4 |
1.9 |
Рис.29 Карта ветрового волнения. Данные Era-Reanalysis. Единицы измерения (м), 10 февраля В таблице №9 приведена статистика ветрового волнении.
Таблица № 12. Статистические данные карты на рисунке 29. Единицы измерения (м)
|
Минимум |
Средняя |
Максимальная |
|
|
0.8 |
1.8 |
2.8 |
Заключение
Исходя из полученных нами данных, мы видим, что даже небольшой средней интенсивности мезоциклон оказывает влияние, на поверхностный слой Японского моря, однако есть некоторые различия между показаниями данных температуры воды, но они не существенны.
По суммарной теплоотдаче - можно сказать, что она была не стабильна, но всё таки в период максимального развития мезоциклона возросла с 7мДж/м2 до 11мДж/м2. То есть мы видим, что в период прохождения МЦ морская поверхность теряет тепловую энергию. Следовательно вследствие потери тепла понижается температура воды, как видно по данным реанализа и данным буя, мы видим, что температура понизилась на 0,2 градуса. Также причиной понижения температуры воды является ветровое волнение, вызванное усилением ветра, по данным реанализа мы видим, что в период прохождения мезоциклона волнение возрастало, значит увеличилось и перемешивание в поверхностном слое, поэтому по данным буя мы видим уменьшение солёности на глубинах до 50 м. Исходя из сделанных нами наблюдений можно сказать, что реанализ можно использовать для исследования взаимодействия океана и атмосферы. В данной работе я научился обрабатывать данные реанализа, произодить на их основе анализ и пронаблюдал динамику, воздействия мезоциклона на морскую поверхность. Изучение мезоциклонов актуально на сегодняшний день, так они открыты относительно недавно и очень слабо изучены, по причины короткого срока существования. Реанализ помог оценить основные аспекты взаимодействия мезоциклона и морской поверхности.
Список литературы
1. Луценко, Э. И, Лагун.В.Е. Полярные мезомасштабные циклоны в атмосфере на Баренцевым и Карским морем/ГНЦ РФ - Арктический и антарктический научно-исследовательский институт - Санкт Петербург, 2013.
2. Гурвич, И. А, Митник, Л. М, Митник М.Л. Мезомасштабный циклогенез над дальневосточными морями: исследование на основе спутниковых микроволновых радиометрических измерений. // Исследование земли и космоса вып - № 5.2008. с 58-73.
3. Заболотских, Е. В, Бобылев, А. В, Диникис, А. В, Немова, А. О, Смирнова, Ю.Е. Особенности формирования и классификация штормовых мезомасштабных вихрей // Учёные записки. вып-№19.2013. с 58.76.
4. Гурвич, И.А. Интенсивные мезомасштабные вихри над дальневосточными морями. // Тихоокеанский океанологический институт им. Ильичёва, ДВО РАН - Владивосток, 2013.
5. Единая Государственная система информации об обстановке в Мировом океане. [электронный ресурс] // -режим доступа // hmc. meteorf.ru/
6. Глебова, Е.С. Структура и эволюция тропических циклонов и их мезомасштабных аналогов в умеренных широтах/М.: МГУ, 2012.
7. Гурвич, И. А, Пичугин, М.К. Исследование характеристик интенсивных мезомасштабных циклонов над дальневосточными морями на основе мультисенсорного зондирования/ Тихоокеанский океанологический институт им. Ильичёва, ДВО РАН - Владивосток, 2012.
8. Яровая, Д. А, Шокуров, М.В. Мезомасштабные циклонические вихри над Чёрным морем вблизи Кавказского побережья. /М.: МГУ, 2013.
9. Гурвич, И. А, Заболотских, Е.В. Мезомасштабные полярные циклоны над восточным сектором Арктики по данным мультисенсорного спутникового зондирования / Тихоокеанский океанологический институт им. Ильичёва, ДВО РАН - Владивосток, 2011.
10. Laffineur, Et. Al. Polar Lows over the Nordic Seas: Improved Representation in ERA-Interim Compared to ERA-40 and the Impact on Downscaled Simulation/ June, 2014.
11. Репина, И.А. Методы определения турбулентных потоков над морской поверхностью. / М.: МГУ1988.
12. Европейский центр среднесрочных прогнозов [электронный ресурс] // ECMWF. - Режим доступа: http://www.ecmwf. int/en/
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Запасы сырья и благоприятные климатические условия Черного моря. Современное состояние слоя существования кислорода с сероводородом. Охраняемые места и заповедники в Болгарском море. Сохранение и восстановление экологического равновесия Черного моря.
дипломная работа [39,7 K], добавлен 10.09.2009Характеристика Азовского моря - внутреннего водоема, омывающего восточные берега Крыма, побережье Запорожской, Донецкой, Ростовской областей. Роль Азовского моря в транспортно-экономических связях и в развитии судоходства. Геологическое прошлое моря.
реферат [22,8 K], добавлен 02.06.2010Гипотезы происхождения названия, характеристика участков побережья, острова Черного моря. Геология, гидрология и гидрохимия, климат, флора и фауна. Транспортное и рекреационное значение моря, промышленное рыболовство, проблемы экологии и охраны природы.
реферат [52,0 K], добавлен 26.04.2010Географическое положение Азовского моря, геология, гидрология и гидрохимия, климат, флора и фауна. Транспортное и рекреационное значение моря, промышленное рыболовство, проблемы экологии и охраны природы. Характеристика рыбных ресурсов и животного мира.
реферат [23,2 K], добавлен 26.04.2010Географическое положение Приморья. Рельеф. Климатические условия. Природные ресурсы края. В силу геологических и исторических предпосылок на территории края и прилегающих акваториях Японского моря сложилась своеобразная система природных комплексов.
курсовая работа [32,9 K], добавлен 12.02.2003Международно-правовой режим Арктики. Экономический потенциал Арктического региона, оценка углеводородного потенциала. Крупные месторождения нефти в США. Шельф Карского моря, оценка газовых месторождений. Нефтегазоносные бассейна шельфа Берингова моря.
реферат [1,6 M], добавлен 13.10.2011Общее описание исследуемого региона, климат и гидрология. Месторождения Баренцева моря, их значение и оценка экономической роли. Акватория Карского моря, техническая информация по добыче и оценка имеющихся месторождений, расположенных в данном регионе.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 22.11.2014Самое крупное озеро планеты - Каспийское море. Древние материалы о Каспийском море. Экологические проблемы Каспийского моря и их причины. Проблема изменения уровня моря. Проблема статуса. Сейсмическая ситуация.
доклад [50,5 K], добавлен 01.06.2007Физико-географическая характеристика Азовского и Черного морей. Структура Черного моря и его влияние на природу Украины. Общая характеристика внутреннего Азовского моря. Модель урока по географии для учащихся 8-го класса на тему "Моря Украины".
курсовая работа [1,3 M], добавлен 03.05.2015События в истории развития Черноморского бассейна в середине первого тысячелетия до н.э. Колебания уровня Черного моря в послеледниковое время. Сейсмоакустическое профилирование Таганрогского залива. Изменение уровня Средиземноморского бассейна.
курсовая работа [753,1 K], добавлен 07.04.2014Общая характеристика корейско-японского туристского района: географическое положение, растительный и животный мир, ландшафтная структура. Этнокультурные, исторические особенности и туристско-рекреационные ресурсы. Важнейшие направления туристских потоков.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 23.05.2014Море - часть Мирового океана, обособленная сушей или возвышениями подводного рельефа. Химический состав морской воды. Окраинные и внутренние моря, экологическое состояние. Происхождение "цветных" названий. Море в произведениях писателей и художников.
реферат [22,1 K], добавлен 21.04.2009Физико-географические черты Чёрного моря. Рельеф дна и геологическое строение. Климатические и гидрологические характеристики. Течения на поверхности, обитатели моря. Причины возникновения ураганов на Чёрном море, связь их частоты с солнечной активностью.
курсовая работа [89,8 K], добавлен 09.03.2012Физико-географическая характеристика Баренцева моря. Биографии исследователей Литке и Книповича, их вклад в изучение региона. Описание геологического и геофизического исследования дна. Изучение проблем антропогенного преобразования природной среды.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 07.02.2014Разработка урока по изучению поверхностей. Описание основных типов равнин. Отличие холма от горы. Промоины, образующиеся на ровной поверхности земли после сильных дождей. Таяние снега в лесу. Природные пастбища в межгорных долинах. Понятие терриконов.
презентация [1,5 M], добавлен 06.12.2014Аналіз парадинамічних взаємодій між портовою і морською акваторіями, інфраструктурою і підхідними морськими каналами з акваторією Азовського моря. Виявлення особливості відображення результатів взаємодії у ландшафтній структурі території та акваторії.
статья [2,7 M], добавлен 11.09.2017Почему Черное море называется Черным? Историческая, морская и гидрологическая гипотезы происхождения названия. Древняя и новейшая история Черного моря, его возникновение и развитие, появление, распространение, эволюция живых организмов, изменение облика.
реферат [25,0 K], добавлен 26.04.2010Путешествие Афанасия Никитина в Индию. Встреча с отрядом астраханского хана Касима, последствия. Возвращение Никитина на родину. Путевые записки "Хождение за три моря" как географический документ и литературно-исторический памятник. Описание Индии XV в.
презентация [1,8 M], добавлен 11.12.2013Факторы формирования высотно-зонального расчленения ландшафтов в горах; закономерности смены природных условий по мере возрастания высоты над уровнем моря. Характеристика приморской и континентальной высотной зональности, ее виды и практическое значение.
презентация [1,8 M], добавлен 07.05.2013План характеристики географического положения страны. Общие сведения о России. Площади материков и государств. Викторина "Моря России". Задания по контурной карте. Положительные и отрицательные черты географического положения России. Тест "ГП России".
презентация [528,0 K], добавлен 12.11.2012
